第一講的內容過于簡單，很多貓們做完還是不明所以。就當是熟悉一下Unity開發(fā)基礎好了。這次正式發(fā)車。

前言、AI行為綜述

作為一個稱職的游戲AI，要具有以下自我修養(yǎng)，可以不包含全部：

1. 明白自己能干什么——目前所有可以做的行為，即可能性圖Possibility Map。

2. 認識到當前狀況，對一般的AI來說，直接讀取游戲數據即可；高級AI有視覺、聽覺來感知到當前狀況。

3. 理解目標，分解目標，決策具體行動并執(zhí)行。尋路是一種典型的決策問題。

4. 了解環(huán)境，思考互動策略，比如推箱子、觸發(fā)機關給玩家制造麻煩。

5. 群體交互。理解其他伙伴的信息和隊伍的整體策略，做出配合、防止沖突。在復數敵人的游戲中多有體現，在足球游戲中更是體現得淋漓盡致。

AI的層次有高有低，但是行為層次的高低與編程難度有時并不成正比。比如AI的視覺、聽覺系統(tǒng)就屬于高級行為，但是在Unity中實現并不難；而如果現在就寫基本的可能性圖系統(tǒng)，你會發(fā)現NPC的基本移動、攻擊功能還沒實現，最后只能寫出偽代碼而無法真正實現一個功能。

作為一篇想要盡可能淺顯的文章，我們從視覺系統(tǒng)出發(fā)，把復雜問題解構，目的是讓大家有一種“不過如此”的感覺。(￣y▽￣)~*

1、模擬視覺系統(tǒng)——原理和例子

人類的視覺系統(tǒng)有幾個特點，比如：

1. 近的看得清，遠的看不清。

2. 視角大約90度，視線正前方信息豐富（色彩和細節(jié)），視線外側的部分只有輪廓和運動信息。

3. 注意力有限，當關注于某個具體的方位或者物體時，其它部分被忽略（比如魔術中的障眼法對絕大多數人有效）。

作為一個AI，可以模擬這種視覺系統(tǒng)，有助于干掉玩家或者……取悅玩家ㄟ( ▔, ▔ )ㄏ 。

上圖是潛入類游戲里程碑式的作品《盟軍敢死隊》，紅圈標出的是一個敵方德國兵。這個游戲是俯視的，玩家具有上帝視角。玩家在游戲中可以隨意查看敵人的視野范圍（雖然這有點不符合實際），敵人的視野是一個巨大的三角形，視線角度約90度；視野分為兩段，近處是亮綠色，遠處是暗綠色，在亮綠色范圍內一定會引起注意，而暗綠色的部分由于敵人看不太清楚，所以我方的人員只要趴下就不會引起注意。

由于敵人眾多，視線錯綜復雜，這個游戲的難度頗高，后面幾關我實在打不過去(╯‵□′)╯︵┻━┻     。

不說老古董了，舉個更有人氣的例子：《合金裝備》系列。

合金裝備2中，室內場景更多一些，敵人視角也更窄，但是從技術面分析，敵人視野的實現方式和《盟軍敢死隊》并沒有什么不同。上圖中的主角正在利用墻角進行隱蔽，等待敵人轉過去時伺機擊殺他。

可以說所有潛入類游戲的AI都要依賴于視覺系統(tǒng)，在Unity中實現這個效果并不難，我們來嘗試一下。

2、模擬視覺系統(tǒng)——實現

拿出前面一節(jié)做的小例子，換位思考一下——我們做的例子里的Player就是敵人。

1、先制造一點氛圍，把主光源Directional Light的強度調低，讓場景昏暗下來。

2、給Player加上一個探照燈。右鍵點擊Player，Light > Spotlight。

3、以上兩步應該已經能看到效果了。下面調整一下探照燈的遠近、角度范圍、光線強度。讓它和人物的視野大概一致。

4、開始寫代碼實現視野。我們用射線來模擬視野。先看最終效果，再來解釋代碼。

如圖，我們要發(fā)射一系列射線，從角色身上開始，發(fā)射到遠端，形成扇形分布。使用Debug.DrawLine函數顯示的射線只會出現在編輯窗口里，而不出現在Game窗口。像我這樣把兩個窗口并列排布可以很方便的看到效果。

給Player腳本增加兩個變量：

   public float viewRadius = 8.0f;      // 代表視野最遠的距離
    public float viewAngleStep = 30;     // 射線數量，越大就越密集，效果更好但硬件耗費越大。

增加一個函數：void DrawFieldOfView()，并在Update函數的最后面一句調用它。函數內容如下：




   void DrawFieldOfView()
    {
        // 獲得最左邊那條射線的向量，相對正前方，角度是-45
        Vector3 forward_left = Quaternion.Euler(0, -45, 0) * transform.forward * viewRadius;
        // 依次處理每一條射線
        for (int i = 0; i <= viewAngleStep; i++)
        {
            // 每條射線都在forward_left的基礎上偏轉一點，最后一個正好偏轉90度到視線最右側
            Vector3 v = Quaternion.Euler(0, (90.0f/viewAngleStep) * i, 0) * forward_left;
            // Player位置加v，就是射線終點pos
            Vector3 pos = transform.position + v;
            // 從玩家位置到pos畫線段，只會在編輯器里看到
            Debug.DrawLine(transform.position, pos, Color.red);
        }
    }




執(zhí)行游戲，已經可以看到效果了，截圖在上面可以返回去對比一下。

5、上面的射線在遇到盒子后，會傳過去?，F在處理一下，讓視線被物體、敵人阻擋，而不會穿透。

添加兩個Layer，一個是Enemy層，一個是Obstacle層。將那幾個大方塊設置為Obstacle層也就是障礙物層，敵人物體我們還沒做。前面介紹鼠標點擊地面的時候已經說明了添加、設置Layer的方法，不再贅述。

修改腳本，實際發(fā)出Ray與障礙物和敵人碰撞。

   void DrawFieldOfView()
    {
        // 獲得最左邊那條射線的向量，相對正前方，角度是-45
        Vector3 forward_left = Quaternion.Euler(0, -45, 0) * transform.forward * viewRadius;
        // 依次處理每一條射線
        for (int i = 0; i <= viewAngleStep; i++)
        {
            // 每條射線都在forward_left的基礎上偏轉一點，最后一個正好偏轉90度到視線最右側
            Vector3 v = Quaternion.Euler(0, (90.0f / viewAngleStep) * i, 0) * forward_left; ;

            // 創(chuàng)建射線
            Ray ray = new Ray(transform.position, v);
            RaycastHit hitt = new RaycastHit();
            // 射線只與兩種層碰撞，注意名字和你添加的layer一致，其他層忽略
            int mask = LayerMask.GetMask("Obstacle", "Enemy");
            Physics.Raycast(ray, out hitt, viewRadius, mask);

            // Player位置加v，就是射線終點pos
            Vector3 pos = transform.position + v;
            if (hitt.transform != null)
            {
                // 如果碰撞到什么東西，射線終點就變?yōu)榕鲎驳狞c了
                pos = hitt.point;
            }
            // 從玩家位置到pos畫線段，只會在編輯器里看到
            Debug.DrawLine(transform.position, pos, Color.red); ;

            // 如果真的碰撞到敵人，進一步處理
            if (hitt.transform!=null && hitt.transform.gameObject.layer == LayerMask.NameToLayer("Enemy"))
            {
                //OnEnemySpotted(hitt.transform.gameObject);
            }
        }
    }

成功的話應該是如下效果，視線被障礙物擋住了：

到這里效果已經有點像是盟軍敢死隊了……如果你覺得效果并不好，那只能先忍耐一下了。做游戲就是這樣，我們看到的成品游戲都是深入優(yōu)化的結果，無論程序還是美術都要做到80分才能得到好的結果。這里我們還是繼續(xù)研究視野問題本身吧。

6、這個例子最后一大步是添加虛擬的敵人。其實我們控制的Player是敵人，準確來說現在要添幾個虛擬的玩家，我們要去發(fā)現他們。別忘了，角色互換 (????)?  ?(￣??)

如上圖，添加幾個敵人，可以在障礙前、障礙物后面都放一個，方便測試。注意圓柱體要有一定高度，也要粗一些。因為我們的射線是有高度的，我一開始放的圓柱體很矮，導致射線打不到它。另外如果圓柱太細，會從射線之間漏過去，也不好。

把這些敵人的Layer設置為Enemy層，以便和射線碰撞。

播放游戲。如圖，確保射線與圓柱體也能碰撞。

7、還沒完，我們要做出一種效果，讓敵人被看到時才顯形，平時沒被發(fā)現時是隱形的。先給敵人添加腳本，內容如下：

public class Enemy : MonoBehaviour {

    MeshRenderer meshRenderer;
    // 代表被發(fā)現時的幀數（這里用幀數代表時間）
    public int spottedFrame = -100;
    void Start () {
        meshRenderer = GetComponent<MeshRenderer>();
    }
    void Update () {
        // 通過設置 spottedFrame，就可以實現隱藏或顯現
        if (spottedFrame >= Time.frameCount-10)
        {
            meshRenderer.enabled = true;
        }
        else
        {
            meshRenderer.enabled = false;
        }
    }
}

如上圖，敵人只有兩個屬性，meshRenderer和spottedFrame，看注釋可以大致理解spottedFrame的用途，不理解沒關系，我們先做完。修改Player的腳本，剛才Update最后面射線碰撞到敵人的部分我們注釋掉了，把注釋去掉并添加函數OnEnemySpotted

   // Player.cs的Update函數……省略上面的代碼
            // 如果真的碰撞到敵人，進一步處理
            if (hitt.transform!=null && hitt.transform.gameObject.layer == LayerMask.NameToLayer("Enemy"))
            {
                OnEnemySpotted(hitt.transform.gameObject);
            }
        }
    }

    void OnEnemySpotted(GameObject enemy)
    {
        enemy.GetComponent<Enemy>().spottedFrame = Time.frameCount;
    }




對照這里spottedFrame 的設置方法，理解一下。當敵人被發(fā)現的時候，他會保持顯形10幀，一直在視線內就一直顯形。一旦它離開視線，10幀之后他就會再次隱形。

8、完成！接下來測試和修正問題吧。

總結

本專欄受到一本書《Practical Game AI Programming》的影響，例子會講的很淺顯易懂。我覺得游戲教程就應該如此，新手能跟著一步一步學習，老手可以看個思路。希望我能和大家一起實踐，對游戲AI有更系統(tǒng)更深入的理解，肯定可以超出那本書所講的范疇。（有一句話偷偷說：AI是國產游戲的明顯短板 (/ω＼)。）

注意本文最后的控制敵人隱形、顯形的算法。AI實現時會有很多游戲特有的小算法，初學者學習時要注意思考哦。這些小算法屬于編程的核心能力，而核心能力在AI編程中極其重要，這也是為什么國外的游戲制作團隊會非常重視AI設計、重視培養(yǎng)AI設計師的原因。

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